DE1036521B

DE1036521B - Device for measuring fluid flow

Info

Publication number: DE1036521B
Application number: DEN12330A
Authority: DE
Inventors: Herre Rinia
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1955-06-13
Filing date: 1956-06-09
Publication date: 1958-08-14

Description

Vorrichtung zum Messen von Flüssigkeitsströmungen Es ist bekannt, die Strömungsgeschwindigkeit einer elektrisch leitenden oder halbleitenden Flüssigkeit in einer Leitung auf elektrischem Wege durch Ausilutzung der Tatsache zu messen, daß in einem sich in einem Magnetfeld bewegenden elektrischen Leiter eine elektromotorische Kraft induziert wird, deren Größe der Bewegungsgeschwindigkeit des Leiters proportional ist. Device for measuring liquid flows It is known the flow rate of an electrically conductive or semiconducting liquid to measure in a line by electrical means by utilizing the fact that in an electrical conductor moving in a magnetic field an electromotive Force is induced, the magnitude of which is proportional to the speed of movement of the conductor is.

Bei einer bekannten, auf diesem Prinzip beruhenden Vorrichtung strömt die Flüssigkeit durch eine in einem gleichmäßigen Magnetfeld derart angeordnete Leitung daß die Leitungsachse senkrecht zu den Kraftlinien des Feldes steht. In zueinander diametral liegenden Punkten in der Leitungswand sind zwei Elektroden angeordnet, deren Verbindungslinle ungefähr senkrecht zu den Kraftlinien steht. Zwischen diesen Elektroden wird infolge der Strömung der Flüssigkeit eine Spannung induziert. die der Strömungsgeschwindiglkeit der Flüssigkeit nahezu proportional ist und gemessen wird. In a known device based on this principle, there is a flow the liquid by a so arranged in a uniform magnetic field Line that the line axis is perpendicular to the lines of force of the field. In Points in the conduit wall that are diametrically opposed to one another are two electrodes arranged, whose connecting line is approximately perpendicular to the lines of force. A voltage is created between these electrodes as a result of the flow of the liquid induced. that of the flow velocity of the liquid is almost proportional is and is measured.

Um den Einfluß einer Polarisierung der Elektroden zu vermeiden, ist es weiterhin bekannt, ein magnetisches Wechselfeld statt eines konstanten Magnetteldes zu verwenden. In diesem Falle ist es erforderlich, besondere Maßnahmen zu treffen zum Ausgleich der im Meßkreis trausfonnatorisch induzierten elektromotorischen Kraft, das ist die vom Wechselfeld auch ivei ruhender Flüssigkeit induzierte elektromotorische Kraft. In order to avoid the influence of polarization of the electrodes it is also known to have an alternating magnetic field instead of a constant magnetic field to use. In this case it is necessary to take special measures to compensate for the electromotive force induced in the measuring circuit in terms of tension, this is the electromotive force induced by the alternating field, even when the fluid is at rest Force.

Ein Vorteil ist aber, daß die infolge der Flüssigkeitsströmung erzeugte Spannung eine Wechselspannung ist, die einfacher verstärkt werden kann als eine Gleichspannung. Die verstärkte Spannung wird nach erfolgter Gleichrichtung mit einem Gleichstrominstrument gemessen. Das magnetische Wechselfeld wird in einem lamellierten Magnetkreis mittels einer Erregerspule erzeugt, durch die ein Wechselstrom fließt, der dem Netz entnommen werden kann. One advantage, however, is that it is generated as a result of the flow of liquid Voltage is an alternating voltage that can be amplified more easily than one DC voltage. The increased voltage is after rectification with a DC instrument measured. The alternating magnetic field is laminated in a Magnetic circuit generated by means of an excitation coil through which an alternating current flows, which can be taken from the network.

Die Erfindung bezieht sich auf eine solche Vorrichtung zum Messen von Flüssigkeitsströmen mittels einer Leitung, die von der Flüssigkeit durchflossen wird, auf Organe zum Erzeugen eines vorzugsweise homogen veränderlichen Magnetfeldes senkrecht zur Leitungsachse und auf Mittel zum Messen der elektromotorischen Kraft, die infolge der Bewegung der Flüssigkeit im Magnetfeld zwischen zwei in der Leitung angebrachten Elektroden entsteht. Ein lamellierter Magnetkreis mit einer Erregerspule ist entbehrlich, wenn nach der Erfindung als Magnetfeld ein Wechsel-oder Drehfeld angewendet wird, welches von einem drehenden Dauermagnet erzeugt wird. The invention relates to such a device for measuring of liquid flows by means of a line through which the liquid flows is, on organs for generating a preferably homogeneously variable magnetic field perpendicular to the line axis and on means for measuring the electromotive force, the result of the movement of the liquid in the magnetic field between two in the pipe attached electrodes. A laminated magnetic circuit with an excitation coil can be dispensed with if, according to the invention, the magnetic field is an alternating or rotating field is applied, which is generated by a rotating permanent magnet.

Der Magnet kann aus einer an sich bekannten, permanent magnetisierten ferromagnetischen Verbindung mit hoher Koerzitivkraft bestehen, die elektrisch nahezu nicht leitend ist. Dies hat den Vorteil, daß das Magnetfeld eine sehr bestimmte konstante Stärke haben kann und daß durch besondere Formgebung des Magnets und geeignete Magnetisierung leicht erreicht werden kann, daß das Feld, wenigstens an der Stelle, an der es die Flüssigkeitsleitung schneidet, sehr gut homogen ist. The magnet can consist of a permanently magnetized one known per se ferromagnetic connection with high coercive force exist that are electrical nearly is not conductive. This has the advantage that the magnetic field is very specific Can have constant strength and that by special shape of the magnet and suitable Magnetization can easily be achieved that the field, at least at the point at which it intersects the liquid line is very well homogeneous.

Die durch die Flüssigkeitsströmung im Magnetfeld zwischen den Elektroden induzierte Wechselspannung hängt hinsichtlich der Amplitude nicht von der Drehgeschwindigkeit des Magnets ab. Diese Wechselspannung kann auf die übliche Weise in einem Wechselspannungsverstärker verstärkt werden; die verstärkte Spannung wird gleichgerichtet und gemessen. Die erwähnte, transformatorisch im Meßkreis induzierte elektromotorische Kraft, die von der Drehgeschwindigkeit des Magnets abhängig und im allgemeinen um 900 gegenüber einerMeßspannung phasenverschoben ist, kann durch Verwendung eines phasenempfindlichen Gleichrichters ausgeglichen werden. The result of the liquid flow in the magnetic field between the electrodes induced alternating voltage does not depend on the speed of rotation in terms of amplitude of the magnet. This alternating voltage can be used in the usual way in an alternating voltage amplifier be reinforced; the amplified voltage is rectified and measured. the mentioned, transformer-induced electromotive force in the measuring circuit, the depending on the speed of rotation of the magnet and generally around 900 opposite a measurement voltage is out of phase with the use of a phase sensitive Rectifier to be compensated.

Die Vorrichtung kann in vielen Fällen dadurch vereinfacht werden, daß nach der Erfindung die verstärkte Meßspannung mittels eines mit dem Magnet mechanisch gekuppelten Gleichrichters (Stromwenders) gleichgerichtet wird. Dies kann ein rotierender Gleichrichter sein. Da die Meßspannung und die vom Feld im Meßkreis trausformatorisch induzierte Spannung gegenseitig um 900 phasenverschoben sind, kann letztere auf diese Weise leicht beseitigt werden. In many cases the device can be simplified by that according to the invention the amplified measuring voltage by means of a mechanical with the magnet coupled rectifier (commutator) is rectified. This can be a rotating Be a rectifier. Since the measuring voltage and that of the field in the measuring circuit are transformer-related induced voltages are mutually phase-shifted by 900, the latter can occur easily eliminated this way.

Die Zeichnung zeigt, auf welche Weise die Erfindung praktisch angewendet werden kann. Die Flüssigkeit, deren Strömungsgeschwindigkeit gemessen gemessen wird, strömt durch eine Leitung 1 mit einem kreisförmigen Querschnitt. Mittels eines Dauermagnets 2, der aus einer elektrisch nahezu nicht leitenden, gesinterten Metallverbindung bestehen kann, kann an der Stelle, an der die Strömungsgeschwindigkeit gemessen wird, ein zweipoliges magnetisches Drehfeld erzeugt werden. Zu diesem Zweck ist der Magnet ringförmig gestaltet und derart magnetisiert. daß an seinem Innenumfang zwei einander diametral gegenüberliegende Pole entstehen. Der Verlauf der Kraftlinien ist durch die gestrichelten Linien 3 angedeutet. In der Leitung sind in kurzem Abstand vom Innenumfang zwei einander diametral gegenüberliegende Elektroden 4 und 5 vorgesehen, die an einen Verstärker 6 angeschlossen sind. Dem Magnet wird von einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung eine Drehbewegung um seine Achse erteilt. The drawing shows how the invention is practically applied can be. The liquid whose flow velocity is measured flows through a line 1 with a circular cross-section. By means of a permanent magnet 2, which consists of an electrically almost non-conductive, sintered metal compound can exist, can be measured at the point at which the flow velocity a two-pole rotating magnetic field will be generated. To that end is the magnet is designed in a ring shape and magnetized in this way. that on its inner circumference two diametrically opposed poles arise. The course of the lines of force is indicated by the dashed lines 3. Are on the line at a short distance two diametrically opposite electrodes 4 and 5 are provided from the inner circumference, which are connected to an amplifier 6. The magnet is of a not shown Drive device given a rotary movement about its axis.

Wenn zum Gleichrichten der verstärkten Meßspannung ein rotierender Gleichrichter verwendet wird, so kann er, wie in der Zeichnung dargestellt, direkt mit dem Magnet gekuppelt werden und aus einem Kontakt 7 bestehen, der in dem Augenblick, in dem die Meßspannung ihren Höchstwert erreicht, geschlossen wird. Auf diese Weise wird die transformatorische induzierte elektromotorische Kraft beseitigt. Der Gleichstrommesser ist mit 8 bezeichnet. If to rectify the amplified measuring voltage a rotating Rectifier is used, it can, as shown in the drawing, directly be coupled to the magnet and consist of a contact 7, which at the moment in which the Measuring voltage reaches its maximum value, is closed. In this way the transformer induced electromotive force is eliminated. The DC ammeter is denoted by 8.

PATENTANSPROCHE: 1. Vorrichtung zum Messen von Flüssigkeitsströmungen mit einer Leitung, die von der Flüssigkeit durchflossen wird, und mit Organen zum Erzeugen eines Magnetfeldes senkrecht zur Leitungsachse sowie Mitteln zum Messen der elektromotorischen Kraft, die infolge der Flüssigkeitsbewegung im Magnetfeld zwischen zwei in der Leitung angebrachten Elektroden entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Feld ein Wechsel-oder Drehfeld ist, welches von einem beweglichen Dauermagnet (2) erzeugt wird. PATENT CLAIM: 1. Apparatus for measuring liquid flow with a line through which the liquid flows, and with organs to the Generation of a magnetic field perpendicular to the line axis and means for measuring the electromotive force resulting from the movement of the liquid in the magnetic field arises between two electrodes attached in the line, characterized in that that the field is an alternating or rotating field, which is generated by a movable permanent magnet (2) is generated.

Claims

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the magnet (2) is mechanically coupled to a rectifier for the measurement voltage.